對于許多初次使用的用戶來說，為任務(wù)設(shè)置溫度記錄儀可能是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本應(yīng)用筆記解釋了溫度記錄儀i按鈕常用的技術(shù)術(shù)語。此外，它還提供了一種算法，可幫助用戶選擇必要的輸入參數(shù)，包括適當?shù)牟蓸勇省?/p>

介紹

Logger iButton設(shè)備在研究人員中廣受歡迎。盡管免費評估軟件易于使用且有據(jù)可查，但需要做出的選擇和輸入有時可能具有挑戰(zhàn)性。本應(yīng)用筆記解釋了溫度記錄儀i按鈕通用的技術(shù)術(shù)語以及它們之間的關(guān)系。此外，它還提供了一種算法來幫助用戶選擇必要的輸入?yún)?shù)，包括基于用戶需求的采樣率和存儲數(shù)據(jù)的可用內(nèi)存。

詞匯表

任務(wù)

該術(shù)語描述從設(shè)置記錄器以收集數(shù)據(jù)的時刻到收集所有相關(guān)數(shù)據(jù)后停止進一步數(shù)據(jù)收集的時刻的時間間隔。

任務(wù)參數(shù)

該術(shù)語描述了與記錄器按照用戶預(yù)期執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的所有數(shù)據(jù)元素。

數(shù)據(jù)記錄存儲器

這是存儲任務(wù)期間收集的數(shù)據(jù)的內(nèi)存。DS1921系列記錄器具有2048字節(jié)，可存儲多達2048個溫度值。DS1922系列記錄器和DS1923具有8192字節(jié)的數(shù)據(jù)記錄存儲器。數(shù)據(jù)記錄存儲器獨立于512字節(jié)通用用戶存儲器，DS1921系列的直方圖和報警存儲器也是如此。無法擦除數(shù)據(jù)記錄存儲器。當新任務(wù)開始時，它只是被新數(shù)據(jù)覆蓋。i按鈕中的“任務(wù)樣本計數(shù)器”告訴有多少條目是有效的。

分辨率（僅DS1922/3，任務(wù)參數(shù)）

DS1922/3系列記錄器允許在低分辨率（溫度值為0.5°C，與DS1921G相同）和高分辨率（0.0625°C）之間進行選擇。DS1923還支持“多分辨率”，其中一個通道以高分辨率工作，另一個通道以低分辨率工作。表1顯示了在給定分辨率下每個器件可以存儲多少個樣本。高分辨率模式提供完整的溫度精度，但消耗兩倍的內(nèi)存和高達 8 倍的能量。濕度通道（僅限D(zhuǎn)S1923）的能耗與分辨率無關(guān)。當?shù)湫蜐穸日`差為5%時，DS1923應(yīng)設(shè)置為低分辨率濕度記錄。

翻轉(zhuǎn)（任務(wù)參數(shù)）

在為任務(wù)設(shè)置記錄器時，必須確保任務(wù)期間采集的樣本數(shù)量適合數(shù)據(jù)記錄存儲器。如果任務(wù)花費的時間比計劃的要長，則記錄器生成的數(shù)據(jù)將超過內(nèi)存所能容納的數(shù)據(jù)。翻轉(zhuǎn)選項允許用戶選擇記錄器在內(nèi)存已滿時執(zhí)行的操作。

禁用翻轉(zhuǎn)后，當內(nèi)存已滿時不會存儲其他數(shù)據(jù);多余的數(shù)據(jù)會丟失，但從任務(wù)開始的所有數(shù)據(jù)都會存儲到內(nèi)存結(jié)束。啟用翻轉(zhuǎn)后，日志記錄將繼續(xù)，但任務(wù)開始時的數(shù)據(jù)將丟失并被新數(shù)據(jù)覆蓋。

采樣率（任務(wù)參數(shù)）

Logger iButton數(shù)據(jù)表使用術(shù)語采樣率來參考任務(wù)期間連續(xù)測量（日志條目）之間的時間。采樣率通常以分鐘為單位指定。DS1922/3系列記錄器還支持快速采樣，速率以秒為單位。

實時時鐘

每個記錄器都有一個時鐘，該時鐘與任務(wù)參數(shù)一起控制任務(wù)期間的事件計時。就像電子手表一樣，記錄器的時鐘會消耗一些能量。為了保持新鮮度，伐木機在時鐘停止（停止）的情況下從工廠發(fā)貨。為了節(jié)省能量，建議在執(zhí)行任務(wù)后也停止時鐘。在任何情況下，為了為任務(wù)期間記錄的數(shù)據(jù)提供定時參考，必須首先啟動并將時鐘設(shè)置為正確的時間。

任務(wù)開始延遲（任務(wù)參數(shù)）

設(shè)置記錄器時，可以指定任務(wù)參數(shù)寫入記錄器的時刻（“現(xiàn)在”）和任務(wù)首次測量（日志條目）之間的延遲時間。在實際日志記錄應(yīng)該開始之前設(shè)置多個記錄器時，啟動延遲很方便。如果任務(wù)要立即啟動，則啟動延遲為 0。

當使用多個記錄器監(jiān)視任務(wù)時，啟動延遲是一項基本功能，該任務(wù)對于單個記錄器來說太長而無法存儲所有數(shù)據(jù)。在這種情況下，禁用翻轉(zhuǎn)很重要。任務(wù)完成后，用戶可以下載各種記錄儀的任務(wù)數(shù)據(jù)，并按照正確的順序?qū)⑵渲匦陆M合到電子表格中，以便進一步處理。

注意：啟動延遲范圍（以分鐘為單位）因記錄器系列而異。對于DS1921系列器件，最大延遲為65536分鐘或45.5天。DS1922/3系列的最大延遲為16.777萬分鐘或~31年。由于在設(shè)備的非常高或非常低的溫度下，記錄器的RTC每月可能關(guān)閉長達8分鐘，因此幾個月的啟動延遲可能會導(dǎo)致嚴重的累積時間誤差。（有關(guān)更多信息，請參閱溫度記錄儀數(shù)據(jù)手冊，了解 RTC 精度以及電池壽命與溫度的關(guān)系）。

溫度誤差

溫度誤差指定實際溫度與測量溫度的差異程度。對于大部分范圍，DS1921系列記錄器的最大誤差為±1°C。 在高分辨率模式下，DS1922L記錄器在-0°C至+5°C范圍內(nèi)的最大誤差為±15.65°C。誤差取決于記錄器型號和實際溫度（參見器件數(shù)據(jù)手冊）。

溫度（或濕度）報警閾值（任務(wù)參數(shù)）

記錄器的目的是監(jiān)視要監(jiān)視的對象的溫度和/或濕度是否保持在一定范圍內(nèi)。理想范圍以高報警和低報警閾值為標志。記錄器 i按鈕具有寄存器來存儲這些閾值。當在任務(wù)期間記錄的值超出理想范圍時，將設(shè)置相應(yīng)的寄存器位以指示警報。讀取報警位是檢查任務(wù)是否在用戶定義的限制內(nèi)的快速方法。如果發(fā)生了閾值突破，并且需要找出何時以及持續(xù)多長時間，則必須下載和處理整個任務(wù)數(shù)據(jù)。這適用于所有記錄器 i按鈕。DS1921系列記錄器具有獨立的報警存儲器，以壓縮格式記錄報警定時信息。

直方圖功能和溫度報警記錄（僅限D(zhuǎn)S1921系列）

有兩種根本不同的數(shù)據(jù)記錄方式。答：可以記錄第一次測量的時間戳以及測量值。然后，在給定的采樣率下，僅記錄該值。這種常用的方法會隨著時間的推移生成數(shù)據(jù)配置文件。B：可以記錄第一次測量的時間戳，并且對于每次測量，遞增與該值關(guān)聯(lián)的計數(shù)器。結(jié)果是一個直方圖，用于指示任務(wù)期間特定值發(fā)生的頻率。DS1921系列記錄器同時執(zhí)行這兩種方法。直方圖會隨著每個樣本而持續(xù)更新，無論是否啟用翻轉(zhuǎn)或數(shù)據(jù)記錄存儲器是否已滿。但是，直方圖方法不記錄測量特定溫度的時間。只要溫度保持在所需范圍內(nèi)，缺乏時間信息就不是問題。當溫度發(fā)生顯著變化時，例如，由于制冷系統(tǒng)損壞，情況會有所不同?，F(xiàn)在，警報日志記錄可以派上用場，前提是在設(shè)置任務(wù)時正確定義了溫度警報閾值，一個用于高，一個用于低。當達到或超過報警門限時，DS1921系列記錄器記錄報警時間戳（等于發(fā)生報警時的樣本數(shù)），并維護一個計數(shù)器來記錄報警條件的持續(xù)時間（樣本數(shù)）。報警記錄適用于 12 個高報警和 12 個低報警事件，即使數(shù)據(jù)記錄存儲器已滿。

時鐘（RTC）報警（僅限D(zhuǎn)S1921系列，任務(wù)參數(shù)）

除溫度報警外，DS1921系列記錄器還支持時鐘報警。時鐘報警功能獨立于任務(wù);當?shù)谝淮伟l(fā)生報警時，在寄存器中設(shè)置一個位。如果記錄器連接到遙控主站，時鐘鬧鐘可能會有所幫助?？梢詫⒅髡驹O(shè)置為在特定時間無線傳輸當天的日志，然后開始新任務(wù)。這允許主人大部分時間睡覺以節(jié)省能量。當主機喚醒時，檢查DS1921是否有時鐘報警。如果沒有時鐘鬧鐘，主人會立即回去睡覺。否則，它將清除時鐘警報，并根據(jù)其設(shè)置處理任務(wù)數(shù)據(jù)。通常，記錄器在任務(wù)期間不會連接到主設(shè)備。在這種情況下，可以忽略時鐘報警功能。

SUTA（僅DS1922/3，任務(wù)參數(shù)）

縮寫SUTA代表“Start （Mission） Upon Temperature Alarm”。此功能可以節(jié)省內(nèi)存，如果需要高分辨率溫度記錄，還可以節(jié)省電池能量。如果選擇了 SUTA，則記錄器首先等待任務(wù)開始延遲結(jié)束。然后它開始以指定的采樣率以低分辨率模式測量溫度。溫度值將被丟棄，直到有一個值匹配或超過指定的溫度報警閾值之一。第一個記錄的溫度是警報發(fā)生的時間。在下一個采樣時，將記錄任務(wù)時間戳，并且設(shè)備繼續(xù)以所選分辨率進行記錄。

最小實際采樣率

溫度記錄儀i 按鈕具有固有的熱質(zhì)量，記錄儀i按鈕可能需要長達 10 分鐘才能完全適應(yīng)突然的溫度變化。因此，我們提醒注意，超過 5 分鐘的采樣率可能不會揭示有關(guān)環(huán)境的任何有意義的數(shù)據(jù)。收集到的唯一有意義的信息是溫度變化何時開始。在為任務(wù)選擇采樣率時，應(yīng)考慮到這一點。

選擇任務(wù)參數(shù)

采樣率

首先選擇記錄器型號并確定合適的溫度分辨率。在為科學(xué)研究收集數(shù)據(jù)時，建議使用高分辨率。在大多數(shù)其他情況下，低分辨率就足夠了。然后從表1中獲取樣品容量（CAP）。下一個重要輸入是任務(wù)的持續(xù)時間（D，以天為單位）。

有兩種方法可以確定采樣率。方法1依賴于可以免費下載的簡單采樣率計算器程序。查找名稱以“TempLoggerCalc”開頭的 ZIP 文件。下載 ZIP 文件，打開它并雙擊安裝程序.exe文件以安裝程序。

安裝后，選擇記錄器型號和分辨率。然后，緩慢移動“分鐘”滑塊并讀取任務(wù)的相應(yīng)持續(xù)時間。如果持續(xù)時間（以天為單位）等于或略高于所需的持續(xù)時間，請閱讀滑塊位置。這是設(shè)置任務(wù)時使用的采樣率（以分鐘為單位）。對于DS1922和DS1922，計算器允許指定小時、分鐘和秒來微調(diào)采樣速率。從選擇小時開始，然后選擇分鐘，然后選擇秒。當計算的持續(xù)時間與任務(wù)的持續(xù)時間匹配時，讀取持續(xù)時間（以秒為單位）并在設(shè)置任務(wù)時輸入。雖然快速方便，但通過計算器獲得的采樣率會導(dǎo)致“滾動采樣時間”。例如，讓采樣率為 17 分鐘，讓任務(wù)正好在 14：00 小時開始。采樣時間為：

隨著采樣時間的滾動，可能需要對任務(wù)數(shù)據(jù)進行后處理以發(fā)現(xiàn)重復(fù)模式。

方法 2 的開始類似于采樣率計算器。在隨后的迭代過程中，它會修改初始計算的采樣率，以確保每小時（每小時多個樣本）或每天在同一時間（每小時少于 1 個樣本）進行測量。圖 1 顯示了方法 2 流程圖。

圖1.方法2采樣率流程圖。

啟動延遲

要立即啟動任務(wù)，請使用 0 啟動延遲。否則，請指定現(xiàn)在與任務(wù)的預(yù)期開始時間之間的時差（以分鐘為單位）。當使用多個記錄器執(zhí)行長期任務(wù)時，需要非零啟動延遲，以確保第二個記錄器在第一個記錄器的數(shù)據(jù)記錄存儲器已滿時啟動，等等。

過渡

如果最新數(shù)據(jù)比任務(wù)開始時的數(shù)據(jù)更重要，則啟用滾動更新。使用多個記錄器執(zhí)行長期任務(wù)時，請勿啟用翻轉(zhuǎn)（請參閱啟動延遲說明）。

報警閾值

設(shè)置這些閾值，一個用于溫度低報警，另一個用于溫度高報警，對于利用溫度報警記錄功能（DS1921系列）或SUTA功能（DS1922系列和DS1923）是必要的。實際閾值取決于要監(jiān)視的對象和任務(wù)期間可接受的溫度范圍（非警報）。

SUTA（僅限D(zhuǎn)S1922系列和DS1923）

僅當溫度報警閾值設(shè)置正確時，才啟用此功能。否則，任務(wù)期間將不收集任何數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，不會啟用 SUTA 功能。

RTC報警（DS1921系列記錄器）

除非應(yīng)用受益于 RTC 報警功能，否則無需啟用時鐘報警。

總結(jié)

對于許多初次使用的用戶來說，為任務(wù)設(shè)置記錄器可能是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本應(yīng)用筆記首先用簡單的語言解釋與i按鈕記錄器結(jié)合使用的技術(shù)術(shù)語。然后，從采樣率開始，它解釋了如何選擇其余的任務(wù)參數(shù)。采樣率可以使用免費采樣率計算器計算，也可以通過算法確定。其中包含一些示例，以便用戶對采樣率算法充滿信心。

審核編輯：郭婷